KR100946406B1 - 상 변화 물질을 함유하는 체적 가변형 방열판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하부 면의 적어도 일부가 열원과 접촉하여 열원으로부터 발생하는 열을 상 변화 물질에 전달하는 베이스 판, 베이스 판의 외 측 가장 자리로부터 내부 방향으로 소정의 간격으로 이격된 베이스 판의 상부에 형성되고 그 내부 공간에 상 변화 물질을 수용하는 상 변화 물질 수용 케이스, 및 몸체의 내 측면이 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면과 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 결합되고 상부에 다수개의 방열핀이 형성된 방열 케이스를 포함하는 방열판으로서, 방열 케이스 몸체의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점과 상기 측면 지점의 하측 사선 방향으로 대향된 베이스 판의 상부 면 지점이 인장(引張) 특성을 가진 탄성 부재에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판을 제공한다. 본 발명에 따른 방열판은 내부 공간에 완전히 충전된 상 변화 물질을 수용하기 때문에 공기층의 생성이 최소화되고 그로 인해 매우 뛰어난 방열 성능을 가진다. 또한, 열의 흡수 및 방출 과정에서 상 변화 물질의 체적 팽창 또는 수축이 발생하더라도 이에 대응하여 자체적으로 체적 변화가 가능하기 때문에 상 변화 물질의 누설을 방지할 수 있고, 전자제품에서 발생하는 열을 안정적으로 제거할 수 있다.

상 변화 물질, 방열판, 체적 가변형, 인장 스프링, 격자 구조, 중탄산나트륨

Description

상 변화 물질을 함유하는 체적 가변형 방열판{Volume-variable heat dissipation plate containing phase change material}

본 발명은 상 변화 물질을 함유하는 체적 가변형 방열판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열 흡수 또는 방출 과정에서 상 변화 물질의 체적 팽창 또는 수축에 따른 체적 변화에 대응하여 자체적으로 체적 변화가 가능한 체적 가변형 방열판에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 및 데스크탑 컴퓨터의 성능이 1980년대 대형컴퓨터에 육박하는 성능으로 향상되고 있으며, 고속 CPU(Central Processing Unit) 및 고집적 메모리 장치의 개발이 이루어지면서, 전자제품의 소비전력이 높아지고 부품간의 열적간섭으로 인하여 내부 열발생이 급격하게 증가하는 추세에 있었다. 상기 각종 전기 기기에 탑재되고 있는 반도체소자 등의 전기 부품은, 집적도가 높고, 출력도 커지고 있어 발열량의 증대로 인한 전자제품의 신뢰성 저하는 새로운 문제점으로 부각되고 있었다. 따라서 발열 부분을 가지는 전기 부품의 냉각이 중요한 기술 과제가 되고 있어 냉각 기술의 향상이 주목받고 있었다. 이러한 냉각을 필요로 하는 전기 부품의 과열을 막는 방법으로서 상 변화 물질을 함유한 방열판이 주로 이용되었 다.

상 변화 물질을 함유한 방열판은 상 변화 물질(Phase Change Material, 이하, PCM)의 상 변화 과정에서 발생하는 잠열(Latent Heat)을 이용하여 열원으로부터 급격하게 발생하는 열 플럭스를 흡수하는 장치로서 군용 전자장비, 인공위성, 축열 시스템, 반도체 분야 등에서 널리 사용된다. 통상적으로 사용되는 상 변화 물질을 함유한 방열판(이하, PCM 방열판)은 발열소자와 접촉하는 흡열부재, 다수의 방열핀를 구비하는 방열부재, 흡열부재와 방열부재의 형합으로 인해 형성된 공간부 및 상기 공간부에 수용된 소정의 상 변화 물질을 포함하여 구성된다. 통상의 PCM 방열판에서 열이 흡열부재를 통해 PCM에 전달되면, PCM은 고체에서 액체로 상변화를 하면서 약 10~15%의 체적이 증가되므로 공간부는 PCM의 상 변화에 따른 체적 여유를 가지고 있어야 한다. 만약 공간부에 적절한 체적 여유가 없을 경우 PCM의 체적 팽창에 따른 공간부 내부 압력이 증가하고 방열판 외부로 액상의 PCM이 누설되어 고가의 전자제품을 손상시키는 문제가 발생한다. 또한, 공간부에 체적 여부를 주면 공간부에 PCM이 완전히 충전되지 않고 공기층이 형성되어 방열판의 방열 성능을 저하시키는 문제가 발생한다.

한편, PCM 방열판의 공간부에 충전되는 상 변화 물질은 열전도 계수가 비교적 낮은 물질로서, 공간부 내부에 적절한 열 확산 장치가 없으면 상 변화 과정에서 PCM의 온도 구배가 커져 일부분의 PCM만 온도가 급격하게 증가하여 상 변화가 이루어지고 전자부품 전체에서 발생하는 전체 열을 적절하게 방출하지 못하고 국부적으로 방출하여 전자부품의 성능에 악영향을 끼칠 우려가 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 내부 공간에 완전히 충전된 상 변화 물질을 수용하여 방열 성능이 뛰어나고, 열의 흡수 및 방출 과정에서 상 변화 물질의 체적 팽창 또는 수축이 발생하더라도 이에 대응하여 자체적으로 체적 변화가 가능하여 상 변화 물질의 누설을 방지할 수 있는 체적 가변형 방열판을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 본 발명은 추가적으로 상 변화 물질을 수용하는 내부 공간에 열을 골고루 확산시킬 수 있는 구조로 형성되어 상 변화 물질의 온도 구배를 최소화시킬 수 있는 방열판을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하부 면의 적어도 일부가 열원과 접촉하여 열원으로부터 발생하는 열을 상 변화 물질에 전달하는 베이스 판, 베이스 판의 외 측 가장 자리로부터 내부 방향으로 소정의 간격으로 이격된 베이스 판의 상부에 형성되고 그 내부 공간에 상 변화 물질을 수용하는 상 변화 물질 수용 케이스, 및 몸체의 내 측면이 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면과 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 결합되고 상부에 다수개의 방열핀이 형성된 방열 케이스를 포함하는 방열판으로서, 방열 케이스 몸체의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점과 상기 측면 지점의 하측 사선 방향으로 대향된 베이스 판의 상부 면 지점이 인장(引張) 특성을 가진 탄성 부재에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판을 제공한다.

본 발명의 방열판은 상 변화 물질의 누설을 보다 효과적으로 방지하기 위하여 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면에 횡 방향으로 형성된 밀봉 링을 더 포함할 수 있고, 이때 밀봉 링은 바람직하게는 오-링(○-ring)인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 방열판은 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스의 밀착력을 극대화하고 마찰에 의한 마모를 방지하기 위하여 하는 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스 사이에 설치된 가스켓(Gasket)을 더 포함할 수 있고, 이때 가스켓은 바람직하게는 열 전도성 실리콘 패드로 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 방열판은 인장 특성을 가진 탄성 부재 외에 상 변화 물질의 누설을 방지할 수 있는 2차적인 안전 장치로 방열 케이스 몸체의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점에 형성된 체결공을 관통하여 상기 측면 지점에 대응되는 상 변화 물질 수용 케이스의 측면 지점에 고정된 체결구를 더 포함할 수 있고, 이때 체결구는 바람직하게는 리벳인 것을 특징으로 한다. 상기 체결공은 방열 케이스가 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 소정의 형상을 가지고, 상 변화 물질의 상 변화에 따른 체적 팽창으로 인해 상 변화 물질 수용 케이스의 내부 압력이 탄성 부재의 인장 강도를 초과하는 경우에도 상기 체결공의 하단이 체결구에 고정되어 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스가 완전 분리되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에서 방열판의 자체적인 체적 변화를 가능하게 하는 인장(引張) 특성을 가진 탄성 부재는 바람직하게는 인장 스프링인 것을 특징으로 하고, 사용 가능한 구체적인 인장 스프링에는 코일 스프링, 또는 판 스프링이 있다. 특히 방열판의 자체적인 체적 변화을 보다 안정적으로 구현하기 위해서는 방열 케이스 몸체의 하나의 측면과 베이스 판의 상부 면이 적어도 2개 이상의 인장 스프링에 의해 연결된 것이 바람직하다.

상 변화 물질 수용 케이스의 내부에는 상 변화 물질이 충전되는데, 사용 가능한 바람직한 상 변화 물질로 중탄산나트륨(Sodium Bicarbonate), Astorstat6920, RT82, 또는 RT100 등이 있다. 상 변화 물질 수용 케이스의 내부는 바람직하게는 열전도성 박판을 종 방향으로 부착시켜 형성된 다수의 중공을 구비하는 격자 구조물로 이루어지고, 상 변화 물질이 상기 격자 구조물의 중공에 충전된다. 이때 격자 구조물은 바람직하게는 벌집(Honeycomb) 형상인 것을 특징으로 한다. 또한, 격자 구조물은 바람직하게는 알루미늄 박판을 브레이징(Brazing) 시켜 형성된다.

본 발명에 따른 방열판의 베이스 판, 상 변화 물질 수용 케이스 및 방열 케이스는 열전도성 재료로 형성되는데, 열전도 성능을 향상시키기 위해 바람직하게는 양극 산화에 의해 표면에 알루미늄 피막이 생성된 열전도성 재료로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방열판은 내부 공간에 완전히 충전된 상 변화 물질을 수용하기 때문에 공기층의 생성이 최소화되고 그로 인해 매우 뛰어난 방열 성능을 가진다. 또한, 열의 흡수 및 방출 과정에서 상 변화 물질의 체적 팽창 또는 수축이 발생하더라도 이에 대응하여 자체적으로 체적 변화가 가능하기 때문에 상 변화 물질의 누설을 방지할 수 있고, 전자제품에서 발생하는 열을 안정적으로 제거할 수 있 다. 아울러, 상 변화 물질을 수용하는 내부 공간이 열 확산을 극대화시키기 위한 격자 구조로 이루어져 있어서 상 변화 물질의 온도 구배를 최소화하고, 전자 제품 전체에서 발생하는 열을 효율적으로 제거할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 방열판으로서, 인장 특성을 가진 탄성 부재로서 인장 코일 스프링을 사용한 방열판의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 방열판의 일 구성 요소인 베이스 판의 하부 면을 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 방열판의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 방열판의 종 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 방열판으로서, 인장 특성을 가진 탄성 부재로서 인장 판 스프링을 사용한 방열판의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 방열판의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 방열판(100, 100')은 하부 면의 적어도 일부가 열원과 접촉하여 열원으로부터 발생하는 열을 상 변화 물질에 전달하는 베이스 판(10), 베이스 판의 외 측 가장 자리로부터 내부 방향으로 소정의 간격으로 이격된 베이스 판의 상부에 형성되고 그 내부 공간에 상 변화 물질을 수용하는 상 변화 물질 수용 케이스(20), 및 내 측면이 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면과 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 결합되고 상부에 다수개의 방열핀(31)이 형성된 방열 케이스(30)를 포함하는 방열판(100)으로서, 방열 케이스의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점과 상기 측면 지점의 하측 사선 방 향으로 대향된 베이스 판의 상부 면 지점이 인장(引張) 특성을 가진 탄성 부재(33, 33')에 의해 연결된 것을 특징으로 한다.

베이스 판은 열원과 접촉하여 열원으로부터 발생하는 열을 상 변화 물질 수용 케이스 내부에 수용되어 있는 상 변화 물질에 전달하는 역할을 하는데, 베이스 판의 하부 면에는 열원과 접촉하는 열원 접촉부(11)가 있다. 본 발명에서 열원은 열을 직접적으로 방출하는 전자제품내의 발열 소자, 전자제품 자체뿐만 아니라, 발열 소자로부터 발생한 열을 흡수하여 다른 부재로 전달하는 방열 패드 내지 방열 시트(Sheet)를 포함한다. 방열판의 베이스 판 하부 면에 형성된 열원 접촉부는 바람직하게는 방열 패드와 직접적으로 접촉하여 발열 소자로부터 발생하는 열을 간접적으로 흡수하는데, 이때 하부 면의 열원 접촉부는 다른 부분에 비해 음각으로 형성되어 방열 패드(12)와 긴밀하게 접촉된다.

상 변화 물질 수용 케이스는 베이스 판의 외 측 가장 자리로부터 내부 방향으로 소정의 간격으로 이격된 베이스 판의 상부에 형성되고 그 내부에는 상 변화 물질을 수용하는 공간이 마련된다. 이때, 이격에 의해 상 변화 물질 수용 케이스 및 그 내부 공간이 형성되지 않은 베이스 판의 상부는 후술하는 인장 강도 특성을 가진 탄성 부재의 타 단이 고정되는 지점을 제공한다. 베이스 판과 상 변화 물질 수용 케이스는 알루미늄, 구리 등 열전도성이 좋은 금속 재료를 압출 금형의 성형 공간 안에 넣어 일체형으로 성형 제작되거나, 베이스 판과 상 변화 물질 수용 케이스를 따로 제작한 후 전도성 접착제 또는 브레이징을 이용하여 상 변화 물질 수용 케이스를 베이스 판 상부에 형성시키는 방법으로 제작된다. 또한, 방열판의 베이스 판, 상 변화 물질 수용 케이스를 형성하는 열전도성 재료는 크게 제한되지 않으나, 열전도 성능을 향상시키기 위해 바람직하게는 양극 산화에 의해 표면에 알루미늄 피막이 생성된 열전도성 재료인 것을 특징으로 한다. 구체적으로 열전도도가 167 W/m.K 인 AL6061 재료가 일반적으로 사용되며, 보다 바람직하게는 열전도도가 218 W/m.K 인 AL6101 재료가 사용된다.

상 변화 물질 수용 케이스의 내부에는 상 변화 물질이 충전되는데, 상 변화 물질은 고체에서 액체로 상 변화하는 과정에서 잠열을 이용하여 전자 부품 동작시 발생하는 열을 흡수하여 전자 부품의 열적 안정성을 확보시키는 물질이다. 본 발명에 사용될 수 있는 상 변화 물질로는 무기계, 파라핀계 등 크게 제한이 없으나, 중탄산나트륨(Sodium Bicarbonate), Astorstat6920, RT82, 또는 RT100 중에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 중탄산나트륨은 외부에서 열을 흡수하면 약 70℃ 이상의 온도에서 서서히 분해되기 시작하여 약 250℃ 이상의 온도에서 빠르게 탄산나트륨, 물, 및 이산화탄소로 변환된다. 중탄산나트륨은 외부 열원 온도가 125~260℃의 범위인 경우 수시간 동안 외부 열원 온도를 125℃ 미만으로 유지시킬 수 있으며, 주로 군용 전자장비, 증폭기, 트랜지스터 등의 방열판에 적용된다. RT82, 또는 RT100[독일 루비텀(Rubitherm)사의 제품]은 파라핀계 상 변화 물질로서 약 80~100℃의 운용 온도 범위를 가지며, Astorstat6920(Honeywell사의 제품)은 파라핀계 상 변화 물질로서, 약 110~130℃의 운용 온도 범위를 가진다.

또한, 상 변화 물질 수용 케이스의 내부는 열전도성 박판을 종 방향으로 부착시켜 형성된 다수의 중공을 구비하는 격자 구조물(21)로 이루어지는 것이 바람직 하고 이때 상 변화 물질은 상기 격자 구조물의 중공에 충전된다. 상 변화 물질 수용 케이스의 내부가 열전도성 박판으로 형성된 격자 구조물로 이루어지는 경우 내부 공간의 열 확산이 극대화되어 열이 국부적으로 집중되는 것이 방지되고 상 변화 물질 수용 케이스의 내부 전 영역에 걸쳐 상 변화 물질이 일정한 온도 분포를 갖게 하여 내부 영역에 따른 상 변화 물질의 온도 구배를 최소화시킨다. 한편, 격자 구조물의 형상은 다수의 중공이 형성되는 형상이라면 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 상 변화 물질의 열 접촉 면적을 증대시킬 수 있는 벌집(Honeycomb) 형상인 것을 특징으로 한다. 아울러, 격자 구조물은 상 변화 물질 수용 케이스의 내부 공간에 위치하는 베이스 판의 상부 면에 알루미늄 박판을 다각형으로 브레이징(Brazing) 시켜 형성한다.

본 발명에 따른 방열판은 또한 몸체(31)의 내 측면이 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면과 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 결합되고 상부에 다수개의 방열핀(32)이 형성된 방열 케이스(30)를 포함한다. 방열 케이스는 상 변화 물질의 상 변화에 따른 체적 증가 또는 감소 시 이에 대응하여 상, 하 방향으로 움직여 자체 가변형 방열판을 구현하는 구성 요소로서, 베이스 판 및 상 변화 물질에 의해 전달된 열을 방열핀을 통해 대기중으로 방출하는 역할을 한다. 방열 케이스의 몸체와 방열핀은 알루미늄, 구리 등 열전도성이 좋은 금속 재료를 압출 금형의 성형 공간 안에 넣어 일체형으로 성형 제작되거나, 몸체와 방열핀을 따로 제작한 후 전도성 접착제 또는 브레이징을 이용하여 방열핀을 몸체 상부에 형성시키는 방법으로 제작된다. 또한, 방열 케이스의 몸체, 방열핀을 형성하는 열전도성 재료는 크게 제 한되지 않으나, 열전도 성능을 향상시키기 위해 바람직하게는 양극 산화에 의해 표면에 알루미늄 피막이 생성된 열전도성 재료인 것을 특징으로 한다. 구체적으로 열전도도가 167 W/m.K 인 AL6061 재료가 일반적으로 사용되며, 보다 바람직하게는 열전도도가 218 W/m.K 인 AL6101 재료가 사용된다. 방열 케이스의 몸체 형상은 상 변화 물질 수용 케이스의 형상에 의해 결정되는데, 상 변화 물질 수용 케이스가 내부가 개방된 원기둥인 경우 방열 케이스의 몸체는 상 변화 물질 수용 케이스의 내경보다 큰 내경을 가진 원기둥의 형상을 가지고, 상 변화 물질 수용 케이스가 내부가 개방된 사각기둥인 경우 방열 케이스의 몸체는 상 변화 물질 수용 케이스의 각각의 내변보다 큰 각각의 내변을 가진 사각기둥의 형상을 가진다.

한편, 본 발명에 따른 방열판은 열 흡수 또는 방출 과정에서 상 변화 물질의 체적 팽창 또는 수축에 따른 체적 변화에 대응하여 자체적으로 체적 변화가 가능한 체적 가변형 방열판을 구현하기 위해 방열 케이스 몸체의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점과 상기 측면 지점의 하측 사선 방향으로 대향된 베이스 판의 상부 면 지점이 인장(引張) 특성을 가진 탄성 부재(33, 33')에 의해 연결된 것을 특징으로 한다. 구체적으로 탄성 부재가 총 2개로 이루어지는 경우 1개의 탄성 부재는 그 일 단이 방열 케이스 몸체의 하나의 측면의 중앙 지점에 연결되고 그 타 단은 탄성 부재 일단이 연결된 방열 케이스 몸체 측면의 중앙 지점의 하측 사선 방향으로 대향된 베이스 판의 상부 면 지점에 연결된다. 그리고 나머지 1개의 탄성 부재의 일 단은 이미 탄성 부재 일단이 연결된 방열 케이스 몸체 측면의 중앙 지점과 대칭되는 방열 케이스 몸체의 다른 측면 중앙 지점에 연결되고 타 단은 이미 탄 성 부재 타 단이 연결된 베이스 판 상부 면 지점과 대칭되는 반대편 베이스 판 상부 면 지점에 연결된다. 또한, 본 발명에 따른 방열판의 자체적인 체적 변화을 보다 안정적으로 구현하기 위해서는 도 1 내지 도 6에서 보이는 바와 같이 방열 케이스 몸체의 하나의 측면과 이에 대향된 베이스 판의 상부 면이 적어도 2개 이상의 인장 특성을 가진 탄성 부재에 의해 연결된 것이 바람직한데, 이 경우 방열판에는 총 4개의 인장 특성을 가진 탄성 부재가 형성된다. 한편, 탄성 부재의 타 단이 연결되는 베이스 판 상부 면 지점은 상 변화 물질 수용 케이스 및 그 내부 공간이 형성되지 않은 베이스 판의 상부에 위치하는 지점이다.

본 발명에 따른 방열판에서 방열 케이스와 베이스 판을 연결하는데 사용되는 탄성 부재는 인장 특성을 가지는데, 인장이란 어떤 힘이 물체의 중심축에 평행하게 바깥 방향으로 작용할 때 물체가 늘어나는 현상을 말한다. 본 발명에서 방열판의 자체적인 체적 변화를 가능하게 하는 탄성 부재는 인장(引張) 특성을 가진 것이라면 스프링, 끈 등 그 종류가 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 인장 스프링인 것을 특징으로 하고, 사용 가능한 구체적인 인장 스프링에는 코일 스프링(33), 또는 판 스프링(33')이 있다. 본 발명에 따른 방열판에서 인장 특성을 가진 탄성 부재는 일정한 인장력으로 베이스 판과 방열 케이스를 연결시켜 주고 방열 케이스 몸체가 상 변화 물질 수용 케이스에 밀착되도록 한다. 아울러, 상 변화 물질이 고체에서 액체로 상 변화하여 그 체적이 증가하는 경우 그에 대응하여 방열 케이스 몸체를 상 방향으로 천천히 슬라이드 시켜 방열판의 체적을 증가시키고, 아울러 상 변화 물질에 일정한 인장력을 부여하여 상 변화 물질이 누설되는 것을 방지한다. 또한, 상 변화 물질이 액체에서 고체로 상 변화하여 그 체적이 감소하는 경우 그에 대응하여 방열 케이스 몸체를 하 방향으로 천천히 슬라이드 시켜 방열판의 체적을 감소시킨다.

본 발명의 방열판은 상 변화 물질의 누설을 보다 효과적으로 방지하고, 상 변화 물질의 체적 증가 및 감소 시 그에 따라 방열 케이스 몸체의 내측면이 상 변화 물질 수용 케이스의 외측면을 따라 슬라이드 하는 경우 마찰을 최소화하기 위해 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면에 횡 방향으로 형성된 밀봉 링(22)을 더 포함할 수 있고, 이때 밀봉 링은 바람직하게는 오-링(○-ring)인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 방열판은 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스의 밀착력을 극대화하고 마찰에 의한 마모를 방지하기 위하여 하는 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스 사이에 설치된 가스켓(Gasket, 23)을 더 포함할 수 있고, 이때 가스켓은 바람직하게는 열 전도성 실리콘 패드로 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 방열판은 인장 특성을 가진 탄성 부재 외에 상 변화 물질의 상 변화시 방열 케이스의 이동 경로를 일정하게 유지시켜 주고 상 변화 물질의 누설을 방지할 수 있는 2차적인 안전 장치로, 체결구(24)를 더 포함할 수 있는데, 상기 체결구는 방열 케이스 몸체의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점에 형성된 체결공(25)을 관통하여 상기 측면 지점에 대응되는 상 변화 물질 수용 케이스의 측면 지점에 고정된다. 상기 체결공은 방열 케이스가 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 소정의 형상을 가지고(도 1 또는 도 5에 도시되는 바와 같이 체결구가 리벳인 경우 리벳의 다리 내경보다 단축 길이가 큰 길쭉한 타원형), 상 변화 물 질의 상 변화에 따른 체적 팽창으로 인해 상 변화 물질 수용 케이스의 내부 압력이 탄성 부재의 인장 강도를 초과하는 경우에도 상기 체결공의 하단이 체결구에 고정되어 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스가 완전 분리되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 방열판에서 상 변화 물질의 상 변화시 방열 케이스의 이동 경로를 보다 안정적으로 유지시켜 주고 상 변화 물질의 누설 및 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스가 완전 분리되는 것을 보다 효과적으로 방지하기 위해서는 도 1 내지 도 6에서 보이는 바와 같이 방열 케이스 몸체의 하나의 측면 및 이에 대응되는 상 변화 물질 수용 케이스의 하나의 측면에는 적어도 2개 이상의 체결공 및 체결구가 형성되는 것이 바람직하다. 이때 2개 이상의 체결공 및 체결구가 형성된 측면의 대칭되는 반대 측면에도 2개 이상의 체결공 및 체결구가 형성되어 방열판에는 총 4개의 체결공 및 체결구가 형성된다. 한편 체결구는 일정한 강도를 가지며 상 변화 물질 수용 케이스의 측면에 고정될 수 있는 것이라면, 리벳, 나사, 핀 등 그 종류에 제한이 없으나, 금속 표면에 보다 단단하게 고정될 수 있는 리벳이 보다 바람직하다. 리벳은 강철판 ·형강(形鋼) 등의 금속재료를 영구적으로 결합하는 데 사용되는 막대 모양의 기계요소로서, 일반적으로 강철판을 포개어 뚫려 있는 구멍에 가열한 리벳을 꽂아 넣고, 머리 부분을 받친 후 기계 ·해머 등으로 두들겨 변형시켜서 체결한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 방열판으로서, 인장 특성을 가진 탄성 부재로서 인장 코일 스프링을 사용한 방열판의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 방열판의 일 구성 요소인 베이스 판의 하부 면을 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 방열판의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 방열판의 종 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 방열판으로서, 인장 특성을 가진 탄성 부재로서 인장 판 스프링을 사용한 방열판의 사시도이고 도 6은 도 5에 도시된 방열판의 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10 : 베이스 판 20 : 상 변화 물질 수용 케이스 21 : 격자 구조물

22 : 밀봉 링 23 : 가스켓 30 : 방열 케이스 31 : 방열 케이스 몸체

32 : 방열핀 33 : 코일 스프링 34 : 판 스프링

Claims (15)

1. 하부 면의 적어도 일부가 열원과 접촉하여 열원으로부터 발생하는 열을 상 변화 물질에 전달하는 베이스 판(10), 베이스 판의 외 측 가장 자리로부터 내부 방향으로 소정의 간격으로 이격된 베이스 판의 상부에 형성되고 그 내부 공간에 상 변화 물질을 수용하는 상 변화 물질 수용 케이스(20), 및 몸체의 내 측면이 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면과 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 결합되고 상부에 다수개의 방열핀이 형성된 방열 케이스(30)를 포함하는 방열판(100)으로서,

   방열 케이스 몸체의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점과 상기 측면 지점의 하측 사선 방향으로 대향된 베이스 판의 상부 면 지점이 인장(引張) 특성을 가진 탄성 부재에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상 변화 물질 수용 케이스의 외 측면에 횡 방향으로 밀봉 링이 형성된 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
3. 제 2항에 있어서, 상기 밀봉 링은 오-링(○-ring)인 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
4. 제 2항에 있어서, 상기 상 변화 물질 수용 케이스의 내부는 열전도성 박판을 종 방향으로 부착시켜 형성된 다수의 중공을 구비하는 격자 구조물로 이루어지고, 상 변화 물질이 상기 격자 구조물의 중공에 충전된 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
5. 제 4항에 있어서, 상기 격자 구조물은 벌집(Honeycomb) 형상인 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
6. 제 4항에 있어서, 상기 격자 구조물은 알루미늄 박판을 브레이징(Brazing) 하여 형성된 것을 특징으로 하는 가변형 방열판.
7. 제 2항에 있어서, 상기 방열 케이스 몸체의 서로 대칭되는 적어도 2개 이상의 측면 지점에 형성된 체결공을 관통하여 상기 측면 지점에 대응되는 상 변화 물질 수용 케이스의 측면 지점에 고정된 체결구를 포함하고, 상기 체결공은 방열 케이스가 상,하 방향으로 슬라이드가 가능하도록 하고 상 변화 물질의 상 변화에 따른 체적 팽창시 상기 체결공의 하단이 체결구에 고정되어 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스가 완전 분리되는 것을 방지하도록 소정의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
8. 제 7항에 있어서, 상기 체결구는 리벳인 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
9. 제 2항에 있어서, 상기 방열 케이스와 상 변화 물질 수용 케이스 사이에 가스켓(Gasket)이 설치되는 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
10. 제 9항에 있어서, 상기 가스켓은 열 전도성 실리콘 패드로 형성된 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인장(引張) 특성을 가진 탄성 부재는 인장 스프링인 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
12. 제 11항에 있어서, 상기 인장 스프링은 코일 스프링, 또는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
13. 제 11항에 있어서, 상기 상 변화 물질은 중탄산나트륨(Sodium Bicarbonate), Astorstat6920, RT82, 또는 RT100 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
14. 제 11항에 있어서, 상기 베이스 판, 상 변화 물질 수용 케이스 및 방열 케이스는 양극 산화에 의해 표면에 알루미늄 피막이 생성된 열전도성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.
15. 제 11항에 있어서, 방열 케이스 몸체의 하나의 측면과 베이스 판의 상부 면이 적어도 2개 이상의 인장 스프링에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 체적 가변형 방열판.

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